鈦白粉在橡塑中的應用

  鈦白粉是重要的白色顏料，具有高折光指數，良好的化學穩定性、耐候性、白度，高消色力和遮蓋力，且無毒無害，對人體無刺激作用，用于涂料、橡塑、造紙、油墨、藥品、纖維、化妝品等領域。

橡塑（塑料、橡膠）工業是鈦白粉的第二大用戶，通常鈦白粉在橡塑（塑料、橡膠）領域的消耗量占鈦白粉應用領域消耗量的20%。全世界500余個鈦白粉牌號中，有50多個牌號是屬于橡塑（塑料、橡膠）專用的。

鈦白粉在橡塑（塑料、橡膠）制品中的應用，除了利用它的高遮蓋力、高消色力及其他顏料性能外，它還能提高橡塑（塑料、橡膠）制品的耐熱性、耐光性、耐候性，使橡塑（塑料、橡膠）制品免受紫外光的侵襲，改善橡塑（塑料、橡膠）制品的機械性能和電性能。幾乎所有熱固性和熱塑性橡塑（塑料、橡膠）中都使用鈦白粉，一般用量為1%~5%，它既可以與樹脂干粉混合，也可以與含增塑劑的液體相混合，還有把鈦白粉先加工成色母粒后再使用的。

大多數橡塑（塑料、橡膠）用鈦白粉的粒徑都較細（0.15~0.3μm），這樣可以獲得藍相底色，對大多數帶黃相的樹脂或易泛黃的樹脂有遮蔽作用。

橡塑（塑料、橡膠）用鈦白粉一般都要經過有機（多元醇、硅烷或硅氧烷）表面處理，處理后的鈦白粉，在適當的機械剪切力下，就能比較好地分散。

橡塑（塑料、橡膠）制品對鈦白粉的質量要求是：

耐候性：室外使用的橡塑（塑料、橡膠）制品以及橡塑（塑料、橡膠）門窗等必須保證鈦白粉的耐候性；

 白度：決定淺色或白色橡塑（塑料、橡膠）制品的外觀；

分散性：影響橡塑（塑料、橡膠）制品的生產成本，分散不好的鈦白粉在橡塑（塑料、橡膠）制品中會影響制品的光滑度和光亮度；

 遮蓋力：遮蓋力好的鈦白粉，生產出來的橡塑（塑料、橡膠）制品更輕、更薄。

（1）顏色
顏色是顏料的重要技術指標。鈦白粉的顏色指標就是白度。即使是同一化學成分的鈦白粉，由于工藝路線、原料、設備、技術水平的不同也會產生顏色上的不同，色光固然取決于化學成分，但更重要的、經常起決定性作用的因素是它的粒子形狀、大小、粒度分布、晶型、雜質含量等。



（2）遮蓋力
遮蓋力的光學本質是顏料和其周圍介質的折射率之差造成的。金紅石型鈦白粉折射率為2.71，銳鈦型鈦白粉折射率為2.55，是遮蓋力最高的白色顏料。



遮蓋效應主要是由于二氧化鈦散射導致的，或由于有色物質的存在而引起的吸收，或者以上兩種原因致使入射光強度減退而出現遮蓋現象。因此決定鈦白粉的遮蓋力的主要原因除化學成分、晶型外，還與鈦白粉的粒子形狀、粒徑及粒度分布有關。



（3）著色力
著色力是二氧化鈦的重要特性指標，即二氧化鈦與另一種顏料混合后，混合物顯示它本身顏色的能力。也就是說對白色顏料而言，它與一深色顏料混合后，混合物的顏色越淺，表示它的著色力（消色力）越強。



（4）吸油量
吸油量也是鈦白粉的重要顏料性質之一，涉及到鈦白粉在展色劑中的填充狀態，并能說明它在介質中的分散性。它在涂料混煉前估計涂料的稠度，指導涂料的配方，并可初步推算其顏料體積濃度（PVC）。



（5）化學組成
鈦白粉的化學組成決定了其化學性質，除了體現出顏料的一系列顏料性能，如白度、消色力、吸油量等外，對其應用性能，如耐候性、分散性等的影響也很大。



（6）耐光性、耐候性
鈦白粉的耐光性和耐候性是衡量鈦白粉應用性能的重要指標，只有將鈦白粉應用到相關的應用領域（如汽車漆、型材等）后，此指標才具有意義。



此外，衡量鈦白粉的耐光性和耐候性要確保其應用載體的耐候性要優于鈦白粉。影響鈦白粉耐候性指標的主要因素有其化學成分、包膜物質的化學形態、晶體結構、應用配方等。



（7）光澤度
鈦白粉的光澤度是衡量鈦白粉應用性能的重要指標，通常鈦白粉沒有光澤，只有將鈦白粉應用到相關的應用領域（如汽車漆、油墨、型材、色母粒等）后，此指標才具有意義。



（8）揮發分
鈦白粉的揮發分實際就是含水量。因為其表面存在很高的能量和羥基，因此其表面總是要吸附一定的水分來降低其表面能，吸附的水分與鈦白粉的表面有機處理，及其存放環境的濕度和溫度有關.



   鈦白粉揮發分的高低不能判定其產品的優劣，要視其應用體系而定。一般情況對于水性體系揮發分的高低對應用影響不大，但對于溶劑型體系及聚烯烴等體系，就要求揮發分越低越好，因為揮發分高會影響到其在體系中的分散性及產品質量。



（9）分散性
分散性指標是鈦白粉重要的應用指標。分散性又稱研磨分散性或研磨潤濕性。分散性的好壞不僅影響到鈦白粉的消色力、遮蓋力、吸油量等指標，而且也影響涂料成膜或型材成型的光澤和耐候性。在涂料研磨分散時，分散性的好壞直接影響研磨分散時間的長短，是涂料生產時的重要經濟指標之一，而且研磨時間過長還會增加設備污染，使產品白度變差。在塑料色母粒或型材生產中，分散性的好壞直接影響到更換機頭篩網的周期及最終產品的性能。



（10）表面改性
未經表面處理的金紅石型二氧化鈦通常不能滿足大多數高檔用途的要求，必須進行一層或多層無機或有機表面處理。表面處理是鈦白粉加工過程中的一個重要環節，表面處理工藝過程和條件決定了二氧化鈦的表面性質和應用性能，即決定了此類鈦白粉的應用領域。



（11）質量的穩定性

鈦白粉的質量穩定性直接關系到它的下游用戶產品質量的穩定性。如果其某些指標不穩定，即使鈦白粉的某個指標有很大提高，這也不是下游用戶所期望的產品，必須根據鈦白粉質量指標的變化對配方進行相應的調整，否則產品質量就會出現問題。這是下游用戶非常關注的問題。